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Sistema de previsão operacional de qualidade do ar em São Paulo permitiria mensurar e prevenir impacto de cada fonte poluente

Com participação do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG-USP) estudo propõe o desenvolvimento de um sistema de previsão da qualidade do ar para São Paulo. A previsão da qualidade do ar possibilitaria gerar alertas de perigo para o bem-estar da população, incluindo preparar os hospitais para o controle de doenças causadas pela poluição. Dados foram publicados na revista cientifica Journal of Geophysical Research: Atmospheres

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São Paulo, a maior área metropolitana da América do Sul e uma das maiores megacidades do mundo não tem um sistema de previsão operacional de qualidade do ar. Localizada perto da costa e em um planalto a cerca de 700 metros acima do nível do mar, com clima subtropical caracterizado por alternâncias entre seca e chuva, tem suas peculiaridades não apenas quanto à sua geografia e clima, como também pelas emissões veiculares e uso de biocombustíveis. Pensando em termos de saúde pública, por exemplo, prever a qualidade do ar possibilitaria gerar alertas de perigo para o bem-estar da população e preparar os hospitais para o controle de doenças causadas pela poluição.

Partindo dessa premissa, com a proposta de comparar diferentes modelos regionais de qualidade do ar com a perspectiva de desenvolver um sistema de previsão da qualidade do ar para São Paulo, pesquisadores de instituições do Brasil, Alemanha, Argentina, Estados Unidos, França e Portugal assinam o estudo Intercomparison of Air Quality Models in a Megacity: Towards an Operational Ensemble Forecasting System for São Paulo, publicado na revista científica Journal of Geophysical Research: Atmospheres em janeiro de 2024, com contribuição do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP). Nesse trabalho há a participação de outros pesquisadores brasileiros que integram o Klimapolis, que é um Instituto Nacional em Ciência e Tecnologia (INCT), do CNPq.

Os autores investigaram as concentrações modeladas dos principais poluentes atmosféricos regulamentados, dividindo em três períodos diferentes e comparando os resultados com as observações da rede de monitoramento da qualidade do ar de São Paulo feita pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESP), que compartilhou os dados, que estão disponíveis em https://cetesb.sp.gov.br/ar/qualar. Outras bases analisadas foram as do ECMWF–CAMS, disponivel neste site e da NCAR–CAMchem, disponível neste site. Os períodos analisados foram 27 de janeiro a 12 de fevereiro de 2019, 8 a 21 de agosto de 2019 e 6 a 20 de setembro de 2019, todos eles com duração de quinze dias e que incluem eventos específicos de poluição atmosférica.

No primeiro período houve cinco dias de concentração de O3 (ozônio) acima do padrão de qualidade do ar em São Paulo. No segundo período houve episódios de aerossóis provenientes de transporte de longa distância, durante os quais os aerossóis de queima de biomassa da bacia amazônica e áreas centrais do Brasil foram transportados para São Paulo e associados à precipitações que formaram “chuva negra”, Já no período três, foram ultrapassados os padrões de qualidade do ar tanto para O3, quanto para material particulado PM2,5.

Referências trazidas no estudo mostram que, apesar das medidas de redução de emissões implementadas desde a década de 1970, a qualidade do ar em São Paulo não é boa nem para PM 2,5, com cerca de 25 ultrapassagens por ano do padrão de qualidade do ar da OMS, nem para O3, com cerca de 100 ultrapassagens por ano. “Nosso objetivo foi mostrar como são formados os eventos de alta concentração de ozônio e de material particulado fino em São Paulo, ou seja, entender qual é o papel das fontes locais e das fontes que estão fora da área metropolitana, mas que têm influência sobre a qualidade do ar, como as queimadas.

As queimadas, sejam elas de plantações de cana-de-açúcar ou as que ocorrem no Pantanal ou Amazônia, chegam aqui e levam à deterioração da qualidade do ar”, explica a física Maria de Fátima Andrade, professora titular do Departamento de Ciências Atmosféricas do IAG-USP e uma das autoras do estudo. O IAG-USP também é representado na lista de pesquisadors responsáveis pela meteorologista Rita Yuri Ynoue e pela engenheira ambiental Rafaela Cruz Alves.

Cada região tem suas fontes específicas de emissão de poluentes, principalmente as veiculares e industriais. E mesmo essas fontes têm características diferentes, como por exemplo, tipo de combustível, ano do veículo; e no caso das indústrias, o tipo de combustível utilizado e o produto produzido. No estudo, observou-se que o transporte de poluentes a longa distância, causados por incêndios florestais, afeta fortemente a qualidade do ar em São Paulo e também reduz o desempenho dos modelos. “É muito difícil descrever, com uma resolução espacial e temporal, como essas fontes variam. O exemplo dos veículos é muito bom em mostrar como, para cada dia, o trânsito e a escolha do tipo de combustível dificulta sua descrição em um modelo”, relata Andrade.

Os pesquisadores concluem que seria bastante promissor ter um sistema operacional de previsão da qualidade do ar para a megacidade de São Paulo. A principal contribuição do estudo, afirma Maria de Fátima Andrade, foi justamente mostrar a importância do conhecimento sobre a formação de poluentes em Sao Paulo e quantificar o impacto de cada fonte para a qualidade do ar na região, além de apontar que óxidos de nitrogênio (NOx), material particulado (PM2,5 e PM10) e Ozônio precisam ser mais controladas.

Artigo científico

 DEROUBAIX, A. et alIntercomparison of Air Quality Models in a Megacity: Towardan Operational Ensemble Forecasting System for São Paulo. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. Volume 129, Issue 1. Jan 2024.

Sobre o IAG/USP

O Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo é um dos principais polos de pesquisa do Brasil nas áreas de Ciências Exatas e da Terra. A missão é contribuir para o desenvolvimento do país, promovendo o ensino, a pesquisa e a difusão de conhecimentos sobre as ciências da Terra e do Universo e aspirando reconhecimento e liderança pela qualidade dos profissionais formados e pelo impacto da atuação científica e acadêmica. Na graduação, o IAG recebe em seus três cursos 80 novos alunos todos os anos. Já são mais de 700 profissionais formados pelo IAG, entre geofísicos, meteorologistas e astrônomos. Os quatro programas de pós-graduação do IAG já formaram mais de 870 mestres e 450 doutores desde a década de 1970. O corpo docente também tem posição de destaque em grandes colaborações científicas nacionais e internacionais.